Chopped Carbon Fiber vs Continuous Carbon Fiber ต่างกันอย่างไร? – X3D Technology
Cart 0

Chopped Carbon Fiber vs Continuous Carbon Fiber ต่างกันอย่างไร?

วัสดุพิมพ์ 3 มิติชนิดคอมโพสิตเช่น Carbon Fiber หรือ Fiberglass เป็นวัสดุพิเศษที่มีความแข็งแรงทนทานเหนือวัสดุพลาสติกทั่วไปเช่น ABS และ PLA หลายเท่าตัว ทำให้วัสดุกลุ่มนี้เป็นที่ต้องการสูงในงานวิศวกรรมที่ต้องการชิ้นส่วนที่แข็งแรงที่สามารถใช้ทดแทนโลหะได้ อย่างไรก็ตามวัสดุคอมโพสิตในตลาดมีอยู่หลายประเภทและยี่ห้อซึ่งอาจทำให้ผู้ใช้งานเกิดความสับสนได้ ในบทความนี้เราจึงสรุปข้อแตกต่างของวัสดุคอมโพสิตสำหรับ 3D Printing ซึ่งแบ่งเป็นสองกลุ่มหลักๆคือ Chopped Fiber และ Continuous Fiber

3D Printed Continuous Carbon Fiber (ซ้าย) มีความแข็งเทียบเท่าอลูมิเนียม (ขวา)

วัสดุคอมโพสิตคืออะไร ?

วัสดุคอมโพสิต (Composite Material) แปลตรงตัวคือวัสดุที่เกิดจากการผสมวัสดุสองชนิดเข้าด้วยกัน โดยวัสดุที่เป็นส่วนประกอบทั้งสองอย่างจะมีคุณสมบัติแตกต่างกัน เมื่อผสมกันแล้วจึงได้เป็นวัสดุที่รวมเอาคุณสมบัติที่โดดเด่นของวัสดุทั้งสองชนิด ตัวอย่างของวัสดุคอมโพสิตมีทั้งวัสดุก่อสร้าง เช่นคอนกรีตเสริมเหล็ก วัสดุไม้ผสม หรือวัสดุประเภทโพลิเมอร์เช่นพลาสติกเสริมไฟเบอร์กลาส หรือคาร์บอนไฟเบอร์ ซึ่งจะเป็นโฟกัสหลักของบทความนี้

ด้วยคุณสมบัติทางวิศวกรรมที่เหนือกว่าวัสดุโพลิเมอร์ และน้ำหนักที่เบากว่าโลหะ ทำให้วัสดุคอมโพสิตเป็นที่นิยมสำหรับการผลิตชิ้นส่วนเครื่องบิน ชิ้นส่วนยานยนต์ อุปกรณ์กีฬา วัสดุก่อสร้าง และผลิตภัณฑ์อื่นๆที่ต้องการวัสดุสมรรถภาพสูง

กระบวนการขึ้นรูปชิ้นงานไฟเบอร์กลาสแบบดั้งเดิมโดยใช้แม่พิมพ์หล่อเรซิน

Chopped vs Continuous Fiber Composites

1. Chopped Fiber Composites

วัสดุประเภท Chopped Fiber เป็นวัสดุคอมโพสิตชนิดที่หาซื้อได้ทั่วไป ผลิตโดยการนำเส้นใย Carbon Fiber มาหั่นเป็นชิ้นเล็กๆ ยาวไม่เกิน 1 mm และนำไปผสมรวมกับเม็ดพลาสติกเช่น ABS, PLA, Nylon แล้วรีดออกมาเป็นเส้น ทำให้เนื้อพลาสติกมีความแข็งแรงกว่าพลาสติกธรรมดาเล็กน้อย สามารถพิมพ์ขึ้นรูปกับ 3D Printer ชนิด FDM/FFF ทั่วไป

วัสดุ Onyx ของ Markforged เป็นวัสดุชนิด Chopped Carbon Fiber โดยใช้พลาสติก Nylon 6 เป็นตัวประสาน มีความแข็งแรงสูงกว่า ABS ถึง 40%

2. Continuous Fiber Composites

Continuous Fiber เป็นวัสดุคอมโพสิตที่ใช้เส้นใยชนิดเส้นยาวต่อเนื่องเพื่อเสริมความแข็งแรงให้กับชิ้นงาน ขึ้นรูปชิ้นงานโดยใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติที่มีสองหัวฉีด โดยหัวฉีดแรกจะขึ้นโครงชิ้นงานด้วยวัสดุพลาสติก และหัวฉีดที่สองทำหน้าที่รีดเส้นใยคอมโพสิตลงไปในชิ้นงาน กระบวนการนี้มีชื่อเรียกว่า Continuous Fiber Fabrication (CFF)

จุดเด่นของการพิมพ์ 3 มิติแบบ Continuous Fiber Composite คือความแข็งแรงของเส้นใยแบบต่อเนื่อง ซึ่งสามารถรับแรงกระแทกและกระจายโหลดได้ทั่วทั้งชิ้นงาน ทำให้ชิ้นงานมีความแข็งแกร่งเทียบเท่าวัสดุโลหะแต่มีน้ำหนักเบากว่ามาก วัสดุ Continuous Carbon Fiber เป็นวัสดุที่แข็งแกร่งที่สุด มีค่า Tensile Strength สูงถึง 800 MPa (เปรียบเทียบกับ Tensile Strength ของ ABS ที่ 25 MPa และ Aluminium 6061 ที่ 310 MPa)

ตัวอย่างหน้าตัดชิ้นงาน Continuous Kevlar Fiber แสดงการเสริมเส้นใย Kevlar (สีเหลือง) เพื่อเสริมความแข็งแรงให้กับชิ้นงานซึ่งมีวัสดุหลักเป็นพลาสติกไนลอน (สีดำ)

ชิ้นงานเสริม Continuous Carbon Fiber มีความแข็งเทียบเท่าอลูมิเนียม

เปรียบเทียบความแข็งแรงของวัสดุ Markforged Composite แต่ละประเภท (กราฟเส้นชันแสดงถึงความแข็งที่มากขึ้น)

เริ่มต้นผลิตชิ้นงาน 3D ที่แข็งแกร่งเท่าอลูมิเนียมด้วย

Markforged 3D Printer



Older Post Newer Post


  • wLAumIptFRBCsk on

    CKsSFxzoicBhO

  • wZusOoWV on

    MEruyHWQCNt

  • aRfmEXqU on

    AexmYwQUq

  • kCLmOEXA on

    TVjsuEOcfb

  • gWmfAcHCoeSpL on

    qXeRMPFQwvOW



Leave a comment

Please note, comments must be approved before they are published